雙向軸向力測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種雙向軸向力測(cè)量裝置。該雙向軸向力測(cè)量裝置包括被壓縮的第一彈性元件，設(shè)置在球軸承外圈的第一側(cè)端；被壓縮的第二彈性元件，設(shè)置在球軸承外圈的第二側(cè)端；第一彈性元件上設(shè)有測(cè)力器。根據(jù)本實(shí)用新型的雙向軸向力測(cè)量裝置，通過(guò)在球軸承外圈的兩端分別設(shè)置處于壓縮狀態(tài)的第一彈性元件和第二彈性元件；當(dāng)軸向力向前時(shí)，第一彈性元件繼續(xù)被壓縮，測(cè)力器測(cè)出第一彈性元件被繼續(xù)壓縮的壓縮量即可得到受到向前的軸向力；當(dāng)軸向力向后時(shí)，第一彈性元件被放松，測(cè)力器測(cè)出第一彈性元件的伸長(zhǎng)量即可得到受到向后的軸向力，本實(shí)用新型的雙向軸向力測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于精確校準(zhǔn)、安裝和拆卸方便。
【專利說(shuō)明】雙向軸向力測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軸向力測(cè)量領(lǐng)域，特別地，涉及一種雙向軸向力測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)研制過(guò)程中，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)在工作包線內(nèi)的所有功率狀態(tài)下，球軸承不會(huì)發(fā)生因輕載打滑或反復(fù)過(guò)零而損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)壓力平衡系統(tǒng)應(yīng)提供足夠的單向軸向力載荷。實(shí)際上，由于動(dòng)力渦輪部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使其轉(zhuǎn)子受力時(shí)常有變向現(xiàn)象，這就要求能準(zhǔn)確地測(cè)量出發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)子所受的向前和向后的雙向軸向力，以便采取修改措施。
[0003]測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸向力的傳統(tǒng)測(cè)量方法之一是:測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)6?8個(gè)腔室(包括平衡腔)的工作壓力，按照一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算得到轉(zhuǎn)子的軸向力；這種測(cè)量方法較簡(jiǎn)單，但測(cè)量準(zhǔn)確性較差；測(cè)量方法之二是采用單個(gè)測(cè)力環(huán)測(cè)量，但只能測(cè)量向前或向后的單向軸向力，并不能實(shí)現(xiàn)雙向的軸向力測(cè)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種能夠測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子所受到向前或向后的軸向力的雙向軸向力測(cè)量裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種雙向軸向力測(cè)量裝置，包括被壓縮的第一彈性元件，設(shè)置在球軸承外圈的第一側(cè)端；被壓縮的第二彈性元件，設(shè)置在球軸承外圈的第二側(cè)端；第一彈性元件上設(shè)有測(cè)力器。
[0006]進(jìn)一步地，第一彈性元件的兩側(cè)面設(shè)有多個(gè)相互錯(cuò)且沿圓周均布的凸臺(tái)；測(cè)力器包括連接成橋式電路的多個(gè)應(yīng)變片，應(yīng)變片用于測(cè)量第一彈性元件的軸向變形量。
[0007]進(jìn)一步地，應(yīng)變片設(shè)置在第一彈性元件的同一側(cè)面的元件節(jié)段上。
[0008]進(jìn)一步地，橋式電路的第一臂上的應(yīng)變片設(shè)置在第一彈性元件的第一側(cè)面的第一位置，與橋式電路的第一臂相連的第二臂上的應(yīng)變片設(shè)置在第一彈性元件的第一側(cè)面的第二位置，第一位置靠近第一彈性元件的第一側(cè)面的凸臺(tái)的根部，第二位置靠近對(duì)應(yīng)于第一彈性元件的第二側(cè)面的凸臺(tái)的根部；橋式電路的第三臂上的應(yīng)變片的位置與第一位置軸對(duì)稱；橋式電路的第四臂上的應(yīng)變片的位置與第二位置軸對(duì)稱。
[0009]進(jìn)一步地,橋式電路的每一臂上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)應(yīng)變片。
[0010]進(jìn)一步地，第一彈性元件的結(jié)構(gòu)與第二彈性元件的結(jié)構(gòu)相同。
[0011]進(jìn)一步地，第一彈性元件的每一側(cè)面沿圓周均布至少3個(gè)凸臺(tái)。
[0012]進(jìn)一步地，所有凸臺(tái)的高度都相等。
[0013]進(jìn)一步地，軸向力測(cè)量裝置還包括與橋式電路的輸出端連接的測(cè)量分析儀。
[0014]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的雙向軸向力測(cè)量裝置，通過(guò)在球軸承外圈的兩端分別設(shè)置處于壓縮狀態(tài)的第一彈性元件和第二彈性元件；當(dāng)軸向力向前時(shí)，第一彈性元件繼續(xù)被壓縮，測(cè)力器測(cè)出第一彈性元件被繼續(xù)壓縮的壓縮量即可得到受到向前的軸向力；當(dāng)軸向力向后時(shí)，第一彈性元件被放松，測(cè)力器測(cè)出第一彈性元件的伸長(zhǎng)量即可得到受到向后的軸向力，本實(shí)用新型的雙向軸向力測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于精確校準(zhǔn)、安裝和拆卸方便。
[0016]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的軸向力測(cè)量裝置的裝配示意圖；
[0019]圖2是圖1所示的I處的放大示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型的第一彈性元件和應(yīng)變片的安裝示意圖；
[0021]圖4是圖3所示的A-A的剖視示意圖；以及
[0022]圖5是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橋式電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0024]參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種雙向軸向力測(cè)量裝置，包括設(shè)置在球軸承外圈I的第一側(cè)端的第一彈性元件10、設(shè)置在球軸承外圈I的第二側(cè)端的第二彈性元件20及通過(guò)導(dǎo)線連接成橋式電路40的多個(gè)應(yīng)變片30，第一彈性元件10的兩側(cè)面設(shè)有多個(gè)相互錯(cuò)位的凸臺(tái)11 ;應(yīng)變片30用于測(cè)量第一彈性元件10的凸臺(tái)11之間的元件節(jié)段的軸向變形量。根據(jù)本實(shí)用新型的雙向軸向力測(cè)量裝置，通過(guò)在球軸承外圈I的兩端分別設(shè)置處于壓縮狀態(tài)的第一彈性元件10和第二彈性元件20 ;當(dāng)軸向力向前時(shí)，第一彈性元件10繼續(xù)被壓縮，測(cè)力器測(cè)出第一彈性元件10被繼續(xù)壓縮的壓縮量即可得到受到的軸向力；當(dāng)軸向力向后時(shí)，第一彈性元件10被放松，測(cè)力器測(cè)出第一彈性元件10的放松伸長(zhǎng)量即可得到受到的向后軸向力，本實(shí)用新型的雙向軸向力測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于精確校準(zhǔn)、安裝和拆卸方便。
[0025]具體地，請(qǐng)結(jié)合參見(jiàn)圖3和圖4，第一彈性元件10呈環(huán)狀，貼附在球軸承外圈I的第一側(cè)端。第一彈性元件10的兩側(cè)面設(shè)有多個(gè)相互錯(cuò)位且沿圓周均布的凸臺(tái)11，所有凸臺(tái)11的高度都相等，以保證每個(gè)側(cè)面的所有凸臺(tái)受到的軸向力均衡。在本實(shí)施例中，第一彈性元件10的每一側(cè)面沿圓周均布至少3個(gè)凸臺(tái)11，兩側(cè)面的凸臺(tái)11都錯(cuò)位設(shè)置。
[0026]第二彈性元件20呈環(huán)狀，貼附在球軸承外圈I的第二側(cè)端。在本實(shí)施例中，第一彈性元件10的結(jié)構(gòu)與第二彈性元件20的結(jié)構(gòu)相同，以保證第一彈性元件10和第二彈性元件20受到大小相同的力時(shí)，第一彈性元件10的軸向變形量和第二彈性元件20的軸向變形量相等。在未示出的實(shí)施例中，在保證第一彈性元件10的軸向變形量和第二彈性元件20的軸向變形量相等的前提下，第二彈性元件20可為與第一彈性元件10結(jié)構(gòu)不同的彈性件，如彈簧等。[0027]在安裝雙向軸向力測(cè)量裝置時(shí)，第一彈性元件10和第二彈性元件20處于預(yù)壓縮狀態(tài)，且第一彈性元件10和第二彈性元件20的預(yù)壓縮力的大小等于預(yù)計(jì)所受軸向力的大小。當(dāng)軸向力朝向球軸承外圈I的第一側(cè)端時(shí)，第一彈性元件10繼續(xù)被壓縮直至第一彈性元件10承受雙倍的預(yù)壓縮力，第二彈性元件20則逐漸被放松拉伸，直至到非工作狀態(tài)；當(dāng)軸向力朝向球軸承外圈I的第二側(cè)端時(shí)，第一彈性元件10逐漸被放松拉伸，直至到非工作狀態(tài)，第二彈性元件20則繼續(xù)被壓縮直至第二彈性元件20承受雙倍的預(yù)壓縮力。
[0028]請(qǐng)結(jié)合參見(jiàn)圖5，測(cè)力器包括在第一彈性元件10上設(shè)置的多個(gè)連接成橋式電路40的應(yīng)變片30，應(yīng)變片30用于測(cè)量第一彈性元件10凸臺(tái)11之間的元件節(jié)段的軸向變形量。具體地，多個(gè)應(yīng)變片30安裝在第一彈性元件10的同一側(cè)面的元件節(jié)段上。具體地，橋式電路40的第一臂上的應(yīng)變片30設(shè)置在第一彈性元件10的第一側(cè)面的第一位置，與橋式電路40的第一臂相連的第二臂上的應(yīng)變片30設(shè)置在第一彈性元件10的第一側(cè)面的第二位置，第一位置靠近第一彈性元件10的第一側(cè)面的凸臺(tái)11的根部，第二位置對(duì)應(yīng)于第一彈性元件10的第二側(cè)面的凸臺(tái)11的根部；橋式電路40的第三臂上的應(yīng)變片30的位置與第一位置軸對(duì)稱；橋式電路40的第四臂上的應(yīng)變片30的位置與第二位置軸對(duì)稱。如此，橋式電路40的相連兩條臂上的應(yīng)變片30所測(cè)得的第一彈性元件10的軸向變形量相反，當(dāng)?shù)谝弧⒌谌凵系膽?yīng)變片30所在的元件節(jié)段周向被拉長(zhǎng)應(yīng)變片30電阻增大時(shí)，與第一、第三臂相連的第二、第四臂的應(yīng)變片30所在的元件節(jié)段周向縮短應(yīng)變片電阻減小。
[0029]優(yōu)選地,橋式電路40的每一臂上設(shè)有多個(gè)應(yīng)變片30,在某一軸向力的作用下,每個(gè)臂上的每個(gè)應(yīng)變片30會(huì)產(chǎn)生相同、與軸向力成正比的的變形量ε。如圖5所示，在本實(shí)施方式中，橋式電路40的每一臂上設(shè)有兩個(gè)應(yīng)變片30。
[0030]根據(jù)橋式電路40的全橋應(yīng)變電勢(shì)e的計(jì)算公式，
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種雙向軸向力測(cè)量裝置，其特征在于，包括 被壓縮的第一彈性元件(10)，設(shè)置在球軸承外圈(I)的第一側(cè)端； 被壓縮的第二彈性元件(20)，設(shè)置在所述球軸承外圈(I)的第二側(cè)端； 所述第一彈性元件(10)上設(shè)有測(cè)力器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向軸向力測(cè)量裝置，其特征在于， 所述第一彈性元件(10)的兩側(cè)面設(shè)有多個(gè)相互錯(cuò)位且沿圓周均布的凸臺(tái)(11)； 所述測(cè)力器包括連接成橋式電路(40)的多個(gè)應(yīng)變片(30)，所述應(yīng)變片(30)用于測(cè)量所述第一彈性元件(10)的軸向變形量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向軸向力測(cè)量裝置，其特征在于， 所述應(yīng)變片(30)設(shè)置在所述第一彈性元件(10)的同一側(cè)面的元件節(jié)段上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向軸向力測(cè)量裝置，其特征在于， 所述橋式電路(40)的第一臂上的所述應(yīng)變片(30)設(shè)置在所述第一彈性元件(10)的第一側(cè)面的第一位置，與所述橋式電路(40)的第一臂相連的第二臂上的所述應(yīng)變片(30)設(shè)置在所述第一彈性元件(10)的第一側(cè)面的第二位置， 所述第一位置靠近所述第一彈性元件(10)的第一側(cè)面的所述凸臺(tái)(11)的根部，第二位置靠近對(duì)應(yīng)于所述第一彈性元件(10)的第二側(cè)面的所述凸臺(tái)(11)的根部； 所述橋式電路(40)的第三臂上的所述應(yīng)變片(30)的位置與所述第一位置軸對(duì)稱；所述橋式電路(40)的第四臂上的所述應(yīng)變片(30)的位置與所述第二位置軸對(duì)稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向軸向力測(cè)量裝置，其特征在于， 所述橋式電路(40)的每一臂上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)所述應(yīng)變片(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向軸向力測(cè)量裝置，其特征在于， 所述第一彈性元件(10)的結(jié)構(gòu)與所述第二彈性元件(20)的結(jié)構(gòu)相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向軸向力測(cè)量裝置，其特征在于， 第一彈性元件(10)的每一側(cè)面沿圓周均布至少3個(gè)所述凸臺(tái)(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙向軸向力測(cè)量裝置，其特征在于， 所有凸臺(tái)(11)的高度都相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向軸向力測(cè)量裝置，其特征在于， 所述軸向力測(cè)量裝置還包括與所述橋式電路(40)的輸出端連接的測(cè)量分析儀(50)。
【文檔編號(hào)】G01L5/00GK203396529SQ201320403274
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】陳運(yùn)西, 盧艷輝 申請(qǐng)人:中國(guó)航空動(dòng)力機(jī)械研究所